火山的愤怒威力,催生了“最冷十年”,生态复苏面临严峻考验。

更新时间:2024-04-18 17:54:48点击:42 科研管理新闻

假若地球在未来突然经历了连续十年的持续降温,那么生态系统将迎来何种挑战与应对?国际权威学术期刊《自然·通讯》近期在线发表了中国科学院青藏高原研究所的生态系统格局与过程团队最新的研究成果,该研究揭示了剧烈的火山喷发引发的冷却效应如何强烈地影响高寒地区森林生态系统的恢复力,特别是对蒙古高原和青藏高原地区,这一连续影响可能甚至超过12年之久。

该研究并非实验室模拟,而是基于两次历史事件:1809年发生在不明火山和1815年坦博拉火山的剧烈爆发。这两次火山喷发导致了全球范围内的温度急剧下降,同时也为科学家提供了研究极端低温对生态系统弹性影响的独特案例。

文章的通讯作者、青藏所的研究员梁尔源指出:“在全球变暖的大背景下,我们不能丧失应对突然寒冷天气的能力。热带规模的火山喷发是少数能够引发地球气候系统剧烈变化的自然事件之一,它可导致地区和全球尺度的气温下降、水循环减弱,对生态系统带来重大压力,减低了生态系统的服务功能,甚至可能引发社会不稳定。”

在1815年,印尼松巴哇岛坦博拉火山的喷发是有史以来人类记录的最剧烈火山喷发之一,引发了1816年的“无夏之年”,以及1810年到1819年期间近500年来最寒冷的十年。

虽然当时缺乏现代的观测设备,对该事件的观测数据有限,但科学家通过代用数据和模型模拟等手段,对坦博拉火山喷发后的气候变化进行了定量研究,同时通过历史记录了解并研究了它对人类社会的影响。然而,关于这一事件对生态系统的影响,以往尚缺乏全球尺度上的实际测量证据和统一的研究方法。梁尔源解释说:“树木年轮是研究生态系统功能变化的极佳数据来源。”以此为切入点,研究团队展开了探索。

研究团队利用全球的树木年轮数据,探究了1809年和1815年坦博拉火山爆发事件对树木生长和森林生态系统弹性的影响。研究结果描绘了全球森林在面对极端低温时的生态弹性。

研究报告的第一作者、青藏所的副研究员高姗发现,强烈的火山冷却效应显著减弱了高纬度和高海拔地区的森林生态系统弹性。在火山喷发后的5到10年间,该地区的树木平均生长量下降了超过30%。同时,亚洲北部地区的森林和欧洲中西部的落叶松林的生长稳定性也明显减弱。此外,树木生长出现极端低值的概率大幅上升,而在某些区域,这一概率甚至增加了10倍以上。

研究还发现,连续火山喷发对森林生态系统的影响在北半球中纬度地区的延伸时间要比高纬度地区更长,可以一直延续到1824年以后,特别是在蒙古高原和青藏高原地区,这些地区受到了连续的影响,时间甚至超过12年。高姗认为,这可能是由于寒冷和干旱同时出现,导致树木生长更难以恢复。

之前的研究表明,类似于1815年坦博拉火山喷发规模的火山喷发可能具有200至400年的周期。梁尔源表示,在目前的气候变化背景下,此类火山喷发引发的全球性降温效应可能会不断增多,因此,“如何合理管理和利用自然资源以应对气候危机是一个值得深思的问题。”

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